CN110107393A - 用于分流式排气发动机系统的泄放流道废气门 - Google Patents

Abstract

本公开提供了“用于分流式排气发动机系统的泄放流道废气门”。提供了用于分流式排气发动机系统的方法和系统，所述分流式排气发动机系统包括联接到排气通道的泄放排气歧管和联接到进气通道的扫气排气歧管。在一个示例中，涡轮废气门将所述泄放排气歧管的多个排气流道中的单个排气流道在涡轮增压器涡轮的下游联接到排气通道。另外，所述涡轮废气门可以将所述单个排气流道在设置于所述排气通道中的所述涡轮增压器涡轮的下游联接到所述排气通道。

Description

用于分流式排气发动机系统的泄放流道废气门

技术领域

本说明书总体上涉及用于包括排气再循环的分流式排气发动机的方法和系统。

背景技术

发动机可以使用增压装置，诸如涡轮增压器，以增加发动机功率密度。然而，由于燃烧温度升高，可能发生发动机爆震。由于充气温度高，爆震在增压状态下尤其成问题。在具有分流式排气系统的发动机系统中，第一排气歧管将排气再循环(EGR)在涡轮增压器的压缩机的上游引导至发动机的进气装置，并且第二排气歧管将排气引导至发动机排气装置中的涡轮增压器的涡轮，本文中发明人已经认识到利用具有分流式排气系统的发动机系统可以减少爆震并提高发动机效率。在这种发动机系统中，每个气缸可以包括两个进气门和两个排气门，其中仅联接到第一排气歧管的第一组气缸排气门(例如，泄放排气门)可以与仅联接到第二排气歧管的第二组气缸排气门(例如，扫气排气门)以不同的正时操作，由此隔离排气的泄放部分和扫气部分。第二组气缸排气门的正时也可以与气缸进气门的正时协调，以形成正气门重叠时段，在该正气门重叠时段中新鲜进气(或新鲜进气和EGR的混合物)(称为直吹)可以流过气缸并经由联接到第二排气歧管的EGR通道在压缩机上游返回进气装置。直吹空气可以从气缸内去除残余的排气(称为扫气)。本文的发明人已经认识到，通过使排气的第一部分(例如，较高压力的排气)流过涡轮和较高压力的排气通道并使排气的第二部分(例如，较低压力的排气)和直吹空气流至压缩机入口，可以降低燃烧温度，同时提高涡轮的工作效率和发动机扭矩。

然而，本文中发明人已经认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，在某些工况下，诸如在高发动机转速下，增加的排气可以通过第一排气歧管流至涡轮增压器的涡轮，由此驱动压缩机的速度、增压压力和温度的升高。如果进入压缩机的气体的气体温度和/或压缩机的速度升高到阈值水平以上，则可能发生压缩机劣化。本文中发明人已经认识到，将废气门联接到泄放排气路径可以控制涡轮速度和增压压力。废气门可以设置在涡轮之前，此处泄放排气路径的排气流道合并成一个或两个通道，这取决于涡轮增压器利用单个涡轮还是双涡轮。因此，在具有单个排气歧管的传统涡轮增压发动机中，废气门的操作适于保持气缸之间在燃烧过程(例如爆震、燃烧速率、排气温度等)以及残余气体量方面相等。

然而，本文的发明人还认识到，废气门在涡轮上游的位置(泄放排气路径流道汇合的位置)可能会增加成本。例如，通过将排气门定位在涡轮附近，废气门由与涡轮壳体相同的材料形成。然而，涡轮壳体的材料可能包含昂贵的高镍含量不锈钢，以允许涡轮壳体承受高温。

发明内容

在一个示例中，上述问题可以通过一种用于发动机的系统来解决，该系统包括：第一组排气门，其经由多个排气流道在涡轮增压器涡轮的上游流体地联接到包括所述涡轮增压器涡轮的排气通道；位于通道中的废气门阀，所述通道在所述涡轮增压器涡轮的下游联接在所述多个排气流道中的单个排气流道与所述排气通道之间；和第二组排气门，其在所述涡轮增压器压缩机的上游流体地联接到进气通道。由于所述废气门阀在所述系统中的这种定位，可以将较低成本的材料用于所述废气门阀和废气门通道。另外，与放置在涡轮壳体中的废气门相比，所述废气门通道的壁面积和流动路径可以允许更多的热量保留在气体中并输送给排气催化器。

作为一个示例，所述泄放排气路径的废气门可以联接到单个排气流道(其联接到单个气缸)而不是所有排气流道的合并区域(每个排气流道联接到不同的气缸)。在该位置中，所述废气门可以暴露于降低的温度并且可以由较低成本的材料形成。所述废气门与所述涡轮的分离可以根据发动机舱中的可用空间提供废气门定位的灵活性。此外，通过从涡轮壳体中移除废气门，减少了用于涡轮壳体的材料量，由此减少了吸收热量并阻碍涡轮下游排放控制装置的催化器热活化(例如，起燃)的材料量。结果，可以缩短催化器充分加热的时间。

应当理解，提供以上发明内容部分是为了以简化的形式介绍将在具体实施方式部分中进一步描述的一系列概念。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围由具体实施方式之后的权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题并不局限于解决以上或本公开中任何部分所指出的任何缺点的实现方式。

附图说明

图1示出了具有分流式排气系统的涡轮增压发动机系统的示意图。

图2示出了图1的发动机系统的气缸的实施例。

图3示出了描绘具有分流式排气系统的涡轮增压发动机系统中的泄放废气门的操作的流程图。

具体实施方式

以下描述涉及用于操作分离式排气发动机的系统和方法，该分离式排气发动机具有经由第一排气歧管到进气装置的直吹和排气再循环(EGR)。如图1中所示，分流式排气发动机可以包括仅联接到每个气缸的泄放排气门的第一排气歧管(本文称为泄放排气歧管)。泄放歧管联接到发动机的排气通道，其中排气通道包括涡轮增压器涡轮和一个或多个排放控制装置(其可以包括一个或多个催化器)。在一些实施例中，分流式排气通道可以包括泄放废气门，该泄放废气门将一个排气流道(其从一个气缸的泄放排气门引导气体)在第一排放控制装置下游和第二排放控制装置上游联接到排气通道。分流式排气发动机还包括第二排气歧管(在本文称为扫气排气歧管)，其仅联接到每个气缸的扫气排气门。扫气歧管经由包括第一EGR阀(在本文称为直吹燃烧冷却(BTCC)阀)的第一EGR通道在涡轮增压器压缩机的上游联接到进气通道。另外，在一些实施例中，分流式排气发动机系统可以包括各种气门致动机构，并且可以安装在如图2中所示的混合动力车辆中。诸如在图3的示例性程序中，发动机控制器可以被配置为响应于某些发动机工况来操作泄放废气门。

尽管由于分流式排气发动机的配置将泄放废气门仅联接到一个排气流道，但气缸平衡仍得以保持，其中气缸对称性可以通过使来自发动机气缸的残余气体流动的扫气歧管来调节。通过这种方式，泄放废气门(也称为涡轮废气门)可以联接到泄放排气歧管的单个排气流道，而不会不利地影响分流式排气发动机的操作。通过在第二排放控制装置的上游为排气提供从泄放排气歧管的排气流道到排气通道的路径而不是联接到每个泄放排气流道，泄放废气门的位置(例如，打开或关闭位置)可以调整排气歧管压力。

作为示例，在具有单个排气歧管的发动机系统中，涡轮废气门的位置被调整以同等地影响所有气缸中的压力，因此涡轮废气门联接到来自每个气缸并且紧邻涡轮的上游设置的所有排气流道。排气歧管中的压力决定了每个气缸中的残余排气量。如果单个歧管的废气门联接到单个排气流道，则废气门附近的排气歧管压力将低于远离废气门的压力。通过这种方式，与远离废气门的气缸相比，靠近废气门的气缸将经历较低的残余排气量。然而，在本文所述的分流式排气发动机中，联接到所有气缸的扫气歧管决定扫气排气门打开时的气缸压力。所有气缸在扫气排气歧管中经历类似的歧管压力，因此每个气缸在扫气气门关闭时具有相似的残余排气。另外，扫气歧管可以经由扫气歧管旁通阀(SMBV)控制气缸压力，该扫气歧管旁通阀将扫气歧管联接到排气通道，在该排气通道处，排气可以在由排放控制装置处理之后释放到大气中以调整扫气歧管的压力。由于扫气歧管与每个气缸的联接，所有气缸之间的气缸压力相等。因此，涡轮废气门可以远离涡轮并且不再联接到泄放排气歧管的每个排气流道，而不会不利地影响气缸平衡，如下面进一步描述的。

通过将泄放废气门定位成远离涡轮，可以减小泄放废气门的尺寸，由此降低对发动机系统的封装限制。泄放废气门可以由与涡轮壳体不同的材料形成，这种材料的成本可能更低。此外，由于位于泄放废气门与排放控制装置之间的热吸收材料减少，可以更快地激活排放控制装置的催化器。

在以下描述中，阀门运行或激活指示它在一组给定状态下根据燃烧循环期间的确定的正时来打开和/或关闭。同样，除非另有说明，否则阀门被停用或不起作用指示阀门保持关闭。

图1示出了多缸内燃发动机10的示意图，该多缸内燃发动机可以包括在汽车的推进系统中。发动机10包括多个燃烧室(即，气缸)，这些燃烧室的顶部可以被气缸盖(未示出)盖住。在图1中所示的示例中，发动机10包括以直列4缸配置设置的气缸12、14、16和18。然而，应当理解的是，虽然图1示出了四个气缸，但是发动机10也可以包括任何配置的任何数量的气缸，例如V-6、I-6、V-12、对置4缸等。此外，图1中所示的气缸配置可以具有气缸配置，诸如图2中所示的气缸配置，如下面进一步描述的那样。气缸12、14、16和18中的每一者包括两个进气门和两个排气门，所述进气门包括第一进气门2和第二进气门4，所述排气门包括第一排气门(在本文称为泄放排气门或泄放气门)8和第二排气门(在本文称为扫气排气门或扫气气门)6。进气门和排气门在本文可以分别指气缸进气门和气缸排气门。如下面参考图2进一步解释的那样，进气门中的每一者的正时(例如，打开正时、关闭正时、打开持续时间等)可以经由各种凸轮轴正时系统来控制。在一个实施例中，第一进气门2和第二进气门4两者可以被控制到相同的气门正时(例如，使得它们在发动机循环中同时打开和关闭)。在备选的实施例中，可以以不同的气门正时来控制第一进气门2和第二进气门4。此外，可以以与第二排气门6不同的气门正时控制第一排气门8(例如，使得同一气缸的第一排气门和第二排气门在彼此不同的时刻打开并且在彼此不同的时刻关闭)，如下面进一步讨论的那样。

每个气缸经由进气通道28从进气歧管44接收进气(或进气和再循环排气的混合物，如下面进一步解释的)。进气歧管44经由进气道(例如，流道)联接到气缸。例如，进气歧管44在图1中示为经由第一进气道20联接到每个气缸的每个第一进气门2。此外，进气歧管44经由第二进气道22联接到每个气缸的每个第二进气门4。通过这种方式，每个气缸进气道可以经由第一进气门2或第二进气门4中的相应一者与其所联接的气缸选择性地连通。每个进气道可以向其联接的气缸供应空气和/或燃料以用于燃烧。

进气道中的一者或多者可以包括充气运动控制装置，诸如充气运动控制阀(CMCV)。如图1中所示，每个气缸的每个第一进气道20包括CMCV 24。CMCV 24也可称为涡流控制阀或滚流控制阀。CMCV 24可以限制经由第一进气门2进入气缸的空气流量。在图1的示例中，每个CMCV 24可以包括阀板；然而，阀门的其他配置也是可能的。注意，出于本公开的目的，CMCV 24在它完全激活时处于“关闭”位置，并且阀板可以完全倾斜到相应的第一进气道20中，由此导致最大的空气充气流阻塞。可选地，CMCV 24在停用时处于“打开”位置，并且阀板可以完全旋转以基本上与气流平行，由此显著地最小化或消除气流充气阻塞。CMCV可以主要保持在其“打开”位置，并且可以仅在需要涡流状态时被激活“关闭”。如图1中所示，每个气缸仅有一个进气道包括CMCV 24。然而，在备选的实施例中，每个气缸的两个进气道都可以包括CMCV 24。响应于发动机工况(诸如发动机转速/负荷和/或当经由第二排气门6的直吹起作用时)，控制器12可以致动CMCV 24(例如，经由可以联接到与每个CMCV 24直接联接的旋转轴的气门致动器)以将CMCV移动到打开位置或关闭位置或者打开位置与关闭位置之间的多个位置，如下面进一步解释的。如本文所提到的，直吹空气或直吹燃烧冷却可以指在进气门与第二排气门6之间的气门打开重叠时段(例如，进气门和第二排气门6同时打开的时间段)期间从每个气缸的一个或多个进气门流至第二排气门6(并进入第二排气歧管80)而不燃烧直吹空气的进气。

高压双级燃料系统(诸如图2中所示的燃料系统)可以用于在喷射器66中产生燃料压力。因此，燃料可以经由喷射器66直接喷射到气缸中。无分电器点火系统88响应于控制器12而经由火花塞92向气缸12、14、16和18提供点火火花。气缸12、14、16和18各自联接到两个排气道，用于分别引导燃烧气体的泄放部分和扫气部分。具体地，如图1中所示，气缸12、14、16和18经由第二排气流道(例如，排气道)82将燃烧气体(例如，扫气部分)排放到第二排气歧管(在本文称为扫气歧管)80，并且经由第一排气流道(例如，排气道)86、87将燃烧气体(例如，泄放部分)排放到第一排气歧管(在本文称为泄放歧管)84。第二排气流道82从气缸12、14、16和18延伸到第二排气歧管80。另外，第一排气歧管84包括第一歧管部分81和第二歧管部分85。气缸12和18(在本文称为外侧气缸)的第一排气流道86、87从气缸12和18延伸到第一排气歧管84的第二歧管部分85。另外，气缸14和16(在本文称为内侧气缸)的第一排气流道86从气缸14和16延伸到第一排气歧管84的第一歧管部分81。

每个排气流道可以与经由排气门与其联接的气缸选择性地连通。例如，第二排气流道82经由第二排气门6与它们相应的气缸连通，并且第一排气流道86、87经由第一排气门8与它们相应的气缸连通。当每个气缸的至少一个排气门处于关闭位置时，第二排气流道82与

第一排气流道86、87隔离。排气可能不会直接在排气流道82与第一排气流道86、87之间流动。上述排气系统在本文中可以称为分流式排气歧管系统，其中来自每个气缸的排气的第一部分输出到第一排气歧管84，并且来自每个气缸的排气的第二部分输出到第二排气歧管80，并且其中第一和第二排气歧管彼此不直接连通(例如，没有通道将两个排气歧管彼此直接联接，因此排气的第一和第二部分在第一和第二排气歧管内不会相互混合)。

发动机10包括涡轮增压器，该涡轮增压器包括联接在公共轴上的双级排气涡轮164和进气压缩机162。双级涡轮164包括第一涡轮163和第二涡轮165。第一涡轮163直接联接到第一排气歧管84的第一歧管部分81，并且仅经由气缸14和16的第一排气门8从气缸14和16接收排气。第二涡轮165直接联接到第一排气歧管84的第二歧管部分85，并且仅经由气缸12和18的第一排气门8从气缸12和18接收排气。第一和第二涡轮的旋转驱动设置在进气通道28内的压缩机162的旋转。因此，进气在压缩机162处被增压(例如，加压)并且向下游行进到进气歧管44。排气从第一涡轮163和第二涡轮165离开进入公共的排气通道74。虽然它被描绘为两个涡轮163和165，但是涡轮164可以由通过两个涡轮蜗壳或通道来供气的单个涡轮叶轮组成，这两个涡轮蜗壳或通道将气体引入涡轮叶轮的不同部分。例如，两个蜗壳可以各自围绕叶轮的整个周边但是在不同的轴向位置引入气体(通常称为双涡轮)。可选地，两个蜗壳可以各自在该周边的一部分上(诸如大约180度)将气体引入涡轮。可选地，涡轮164可以是单个单涡旋涡轮，其中来自所有气缸的排气在进入单个涡轮蜗壳之前结合。

废气门(也称为泄放废气门)可以在气缸18的第一排气门8之一的

第一排气流道(具体地，排气流道87)之一中联接到第一排气歧管84，而不联接到第一排气流道86中的任何其他排气流道。具体地，泄放废气门阀76(在下文称为BDWG 76)可以包括在旁路78中，该泄放废气门阀在旁路78的第一端处联接到气缸18的第一排气门8之一的第一排气流道87之一，并且在第二端处联接到排气通道74。旁路78的第二端可以在第一排放控制装置70与第二排放控制装置72之间(如图1中所示)，或者可选地，在涡轮164与排放控制装置70之间，在沿着排气通道74的一区域处与第二排气歧管80的流动通道98合并。当BDWG 76处于关闭位置时，流入第一排气歧管84的排气被引导至涡轮164(并且被阻止通过旁路78)。然而，当BDWG 76打开时(包括全开位置和完全打开与完全关闭之间的任何位置)，流入第一排气歧管84的排气的一部分可以通过旁路78被引导至排气通道74，从而减少输送至双级涡轮164的排气的量。具体地，当BDWG打开或至少部分打开时，来自单个排气流道87的至少一些排气被引导通过旁路78，远离双级涡轮164，并且在第一排放控制装置70的下游和第二排放控制装置72的上游到达排气通道74。此外，从气缸12流入第二歧管部分85的排气的一部分可以流向排气流道87并通过BDWG 76进入旁路78。通过这种方式，BDWG 76的位置控制涡轮增压器提供的增压量。例如，通过增大BDWG 76的开度(例如，从关闭到打开或部分打开)，涡轮速度降低，因此压缩机的速度降低，从而减小增压。在备选的实施例中，发动机10可以包括单级涡轮，其中来自第一排气歧管84的所有排气被引导至同一涡轮的入口。此外，应当明白的是，图1中所示的发动机10的实施例是发动机的非限制性示例，并且其他示例可以包括BDWG 76，其适于仅联接到第一排气流道86中的另一个排气流道。

离开双级涡轮164的排气在排气通道74中向下游流至第一排放控制装置70和第二排放控制装置72，第二排放控制装置72在排气通道74中设置于第一排放控制装置70的下游。在一个示例中，排放控制装置70和72可以包括一个或多个催化剂砖。在一些示例中，排放控制装置70和72可以是三元型催化器。在其他示例中，排放控制装置70和72可以包括一种或多种柴油氧化催化器(DOC)和选择性催化还原催化器(SCR)。在又一个示例中，第二排放控制装置72可以包括汽油微粒过滤器(GPF)。在一个示例中，第一排放控制装置70可以包括催化器，并且第二排放控制装置72可以包括GPF。在通过排放控制装置70和72之后，排气可以被引出到排气尾管。

排气通道74还包括与控制系统15的控制器12进行电子通信的多个排气传感器，如下面进一步描述的。如图1中所示，排气通道74包括位于第一排放控制装置70与第二排放控制装置72之间的第一氧传感器90。第一氧传感器90可以被配置为测量进入第二排放控制装置72的排气的氧含量。排气通道74可以包括沿排气通道74定位的一个或多个另外的氧传感器，诸如位于双级涡轮164与第一排放控制装置70之间的第二氧传感器91和/或位于第二排放控制装置72下游的第三氧传感器93。因此，第二氧传感器91可以被配置为测量进入第一排放控制装置70的排气的氧含量，并且第三氧传感器93可以被配置为测量离开第二排放控制装置72的排气的氧含量。在一个实施例中，所述一个或多个氧传感器90、91和93可以是通用排气氧(UEGO)传感器。可选地，双态排气氧传感器可以代替氧传感器90、91和93。排气通道74可以包括各种其他传感器，诸如一个或多个温度和/或压力传感器。例如，如图1中所示，压力传感器96在排气通道74内位于第一排放控制装置70与第二排放控制装置72之间。因此，压力传感器96可以被配置为测量进入第二排放控制装置72的排气压力。压力传感器96和氧传感器90都设置在排气通道74内的流动通道98和旁路78联接到排气通道74的点处。流动通道98在本文可以称为扫气歧管旁通通道(SMBP)98。扫气歧管旁通通道98直接联接到第二排气(例如，扫气)歧管80和排气通道74并且联接在两者之间。阀97(在本文称为扫气歧管旁通阀，SMBV)设置在扫气歧管旁通通道98内，并且可由控制器12致动以在第一排放控制装置70与第二排放控制装置72之间位置处调整从第二排气歧管80到排气通道74的排气流量。

第二排气歧管80直接联接到第一排气再循环(EGR)通道50。第一EGR通道50在压缩机(例如，涡轮增压器压缩机)162的上游直接联接在第二排气歧管80与进气通道28之间(因此可以称为低压EGR通道)。因此，排气(或直吹空气，如下面进一步解释的)经由第一EGR通道50从第二排气歧管80在压缩机162的上游被引导至进气通道28。如图1中所示，第一EGR通道50可以包括EGR冷却器52和第一EGR阀54(其在本文可以称为BTCC阀)，所述EGR冷却器被配置为冷却从第二排气歧管80流至进气通道28的排气。控制器12被配置为致动和调整BTCC阀54的位置以便控制通过第一EGR通道50的气流量。当BTCC阀54处于关闭位置时，没有排气或进气可以从第二排气歧管80在压缩机162上游流至进气通道28。此外，当BTCC阀54处于打开位置时，排气和/或直吹空气可以从第二排气歧管80在压缩机162的上游流至进气通道28。控制器12可另外将BTCC阀54调整到完全打开与完全关闭之间的多个位置。在备选的实施例中，控制器12可以仅将BTCC阀54调整为完全打开或完全关闭。

在进气通道28内，第一射流器56定位在EGR通道50的出口处。第一射流器56可以包括收缩部或文氏管，其在压缩机162的入口处提供压力增加。结果，来自EGR通道50的EGR可以与通过进气通道28流至压缩机162的新鲜空气混合。因此，来自EGR通道50的EGR可以用作第一射流器56上的动力流。在备选的实施例中，在EGR通道50的出口处可能没有射流器。相反，压缩机162的出口可以成形为射流器，其降低气体压力以辅助EGR流(因此，在该实施例中，空气是动力流并且EGR是辅助流)。在又一个实施例中，来自EGR通道50的EGR可以在压缩机162的叶片的后缘处引入，由此允许直吹空气经由EGR通道50流至进气通道28。

第二EGR通道58联接在第一EGR通道50与进气通道28之间。具体地，如图1中所示，第二EGR通道58联接到位于BTCC阀54与EGR冷却器52之间的第一EGR通道50。在备选的实施例中，当第二EGR通道58包括在发动机系统中时，该系统可以不包括EGR冷却器52。另外，第二EGR通道58在压缩机162的下游直接联接到进气通道28。此外，如图1中所示，第二EGR通道58在增压空气冷却器(CAC)40的上游联接到进气通道28。CAC40被配置为在进气(其可以是来自发动机系统外部的新鲜进气与排气的混合物)通过CAC40时将其冷却。因此，来自第一EGR通道50和/或第二EGR通道58的再循环排气可以在进入进气歧管44之前经由CAC40冷却。在备选的实施例中，第二EGR通道58可以在CAC40的下游联接到进气通道28。在该实施例中，在第一EGR通道50内可以没有EGR冷却器52。此外，如图1中所示，第二射流器57在进气通道28内可以位于第二EGR通道58的出口处。

第二EGR阀59设置在第二EGR通道58内。第二EGR阀59被配置为调整通过第二EGR通道58的气流量(例如，进气或排气)。如下面进一步描述的，基于发动机工况(例如，随发动机工况而变化)，控制器12可以将EGR阀59致动到打开位置(允许流过第二EGR通道58)，致动到关闭位置(阻止流过第二EGR通道58)，或者致动到完全打开与完全关闭之间的多个位置。例如，致动EGR阀59可以包括控制器12向EGR阀59的致动器发送电子信号，以将EGR阀59的阀板移动到打开位置、关闭位置或完全打开与完全关闭之间的某个位置。如下面还要进一步解释的，基于发动机系统中的备选阀门的系统压力和位置，空气可以在第二EGR通道58内流向进气通道28或者在第二EGR通道58内流向第二排气歧管80。

进气通道28还包括与进气歧管44连通的电子进气节气门62。如图1中所示，进气节气门62位于CAC40的下游。节气门62的节流板64的位置可以通过控制系统15经由通信地联接到控制器12的节气门致动器(未示出)来调整。通过调整进气节气门62，在操作压缩机162的同时，可以从大气中引入一定量的新鲜空气和/或可以从一个或多个EGR通道引入一定量的再循环排气到发动机10中，由CAC40冷却并经由进气歧管44在压缩机(或增压)压力下输送到发动机气缸。为了减少压缩机喘振，由压缩机162压缩的空气充气的至少一部分可以再循环到压缩机入口。可以提供压缩机再循环通道41以用于在CAC40的上游将压缩空气从压缩机出口再循环到压缩机入口。可以提供压缩机再循环阀(CRV)42以用于调整再循环到压缩机入口的再循环流量。在一个示例中，响应于实际或预期的压缩机喘振状态，可以经由来自控制器12的命令而致动CRV 42。

第三流动通道30(在本文可以称为热管)联接在第二排气歧管80与进气通道28之间。具体地，在进气节气门62的下游和进气歧管44的上游，第三流动通道30的第一端直接联接到第二排气歧管80，并且第三流动通道30的第二端直接联接到进气通道28。第三阀32(例如，热管阀)设置在第三流动通道30内，并且被配置为调整通过第三流动通道30的气流量。响应于从控制器12发送到第三阀32的致动器的致动信号，第三阀32可以被致动到全开位置、全闭位置或完全打开与完全关闭之间的多个位置。

第二排气歧管80和/或第二排气流道82可以包括设置在其中的一个或多个传感器(诸如压力、氧和/或温度传感器)。例如，如图1中所示，第二排气歧管80包括压力传感器34和氧气传感器36，它们设置在第二排气歧管中并且被配置为分别测量离开第二排气门6并进入第二排气歧管80的排气和直吹(例如，进气)空气的压力和氧含量。除氧传感器36之外或作为其备选，每个第二排气流道82可以包括设置在其中的单独氧传感器38。因此，可以基于氧传感器38的输出来确定经由第二排气门6离开每个气缸的排气和/或直吹空气的氧含量。

在一些实施例中，如图1中所示，进气通道28可以包括电动压缩机60。电动压缩机60设置在旁通通道61中，该旁通通道在电动压缩机阀63的上游和下游联接到进气通道28。具体地，旁通通道61的入口在电动压缩机阀63的上游联接到进气通道28，并且旁通通道61的出口在电动压缩机阀63的下游和第一EGR通道50联接到进气通道28的位置的上游联接到进气通道28。此外，旁通通道61的出口在进气通道28中联接在涡轮增压器压缩机162的上游。电动压缩机60可以通过电动马达使用存储在能量存储装置中的能量来电驱动。在一个示例中，电动马达可以是电动压缩机60的一部分，如图1中所示。当请求附加增压(例如，进气压力增加到高于大气压力)超过由压缩机162提供的量时，控制器12可以激活电动压缩机60使得该电动压缩机旋转并增加流过旁通通道61的进气压力。此外，控制器12可以将电动压缩机阀63致动到关闭或部分关闭位置，以引导增加量的进气通过旁通通道61和电动压缩机60。

进气通道28可以包括一个或多个附加传感器(诸如附加压力、温度、流量和/或氧传感器)。例如，如图1中所示，进气通道28包括质量空气流量(MAF)传感器48，其设置在压缩机162、电动压缩机阀63以及第一EGR通道59联接到进气通道28的位置的上游。进气压力传感器31和进气温度传感器33在压缩机162的上游和第一EGR通道50联接到进气通道28的位置的下游定位于进气通道28中。进气氧传感器35和进气温度传感器43可以在压缩机162的下游和CAC40的上游定位于进气通道28中。附加的进气压力传感器37可以在CAC40的下游和节气门28的上游定位于进气通道28中。在一些实施例中，如图1中所示，附加的进气氧传感器39在进气通道28中可以位于CAC40与节气门28之间。此外，进气歧管压力(例如，MAP)传感器122和进气歧管温度传感器123在所有发动机气缸的上游位于进气歧管44内。

在一些示例中，发动机10可以联接到混合动力车辆中的电动马达/电池系统(如图2中所示)。混合动力车辆可以具有并联配置、串联配置或其变型或组合。此外，在一些实施例中，可以采用其他发动机配置，例如柴油发动机。

发动机10可以至少部分地通过包括控制器12的控制系统15和通过经由输入装置(图1中未示出)来自车辆驾驶员的输入来控制。控制系统15被示出从多个传感器16(本文描述了其各种示例)接收信息并且将控制信号发送到多个致动器81。作为一个示例，传感器16可以包括位于进气通道28、进气歧管44、排气通道74和第二排气歧管80内的压力、温度和氧传感器，如上所述。其他传感器可以包括联接在进气通道中的节气门的下游的用于估计节气门入口压力(TIP)的节气门入口压力(TIP)传感器和/或用于估计节气门空气温度(TCT)的节气门入口温度传感器。下面参考图2详细描述附加的系统传感器和致动器。作为另一个示例，致动器83可以包括燃料喷射器、阀门63、42、54、59、32、97、76和节气门62。致动器83还可以包括联接到气缸进气门和排气门的各种凸轮轴正时致动器(如下面参考图2进一步描述的)。控制器12可以从各种传感器接收输入数据，处理输入数据，并响应于处理后的输入数据基于在控制器12的存储器中编程的与一个或多个程序相对应的指令或代码来触发致动器。本文在图3中描述了示例性控制程序(例如，方法)。例如，调整从第二排气歧管80到进气通道28的EGR流量可以包括调整BTCC阀54的致动器以调整从第二排气歧管80在压缩机162的上游流至进气通道28的排气流量。作为另一个示例，调整从第二排气歧管80到进气通道28的EGR流量可以包括调整排气门凸轮轴的致动器以调整第二排气门6的打开正时。在另一个示例中，调整涡轮速度可以包括将泄放废气门76的位置调整为打开程度更大或关闭程度更大以调整引导至涡轮的排气量。

通过这种方式，泄放废气门阀76可以排出涡轮下游的排气，以减轻超过增压需求的增压压力并调节涡轮速度，而不会破坏气缸12、14、16和18之间的平衡。经由控制通过第二排气歧管80的残余气体并调整SMBV 97的位置以控制扫气歧管压力，可以独立于泄放废气门阀76的致动而实现所有气缸之间的均衡压力。图1的第一和第二排气歧管可以被配置为单独地引导排气的泄放部分和扫气部分。第一排气歧管84可以经由第一歧管部分81和第二歧管部分85将排气的泄放脉冲引导至双级涡轮164，而第二排气歧管80可以将排气的扫气部分经由第一EGR通道50和第二EGR通道58中的一者或多者引导至进气通道28和/或经由流动通道98在双级涡轮164的下游引导至排气通道74。例如，第一排气门8将排气的泄放部分通过第一排气歧管84引导至双级涡轮164以及第一排放控制装置70和第二排放控制装置72，而第二排气门6将排气的扫气部分引导通过第二排气歧管80并经由一个或多个EGR通道引导至进气通道28或者经由流动通道98引导至排气通道74和第二排放控制装置72。

通过经由旁路78将BDWG 76联接到第一排气歧管的第一排气流道87中的一者，可以将泄放排气的一部分转向排气通道74，从而绕过双级涡轮164。可以通过打开或部分打开BDWG 76来调整驱动双级涡轮164以及压缩机162旋转的排气量。因为BDWG 76仅暴露于来自气缸的一部分的热排气，因此周期性地不暴露于热排气。另外，它可以位于较冷的位置，诸如水冷气缸盖，以进一步降低阀门的温度。这允许BDWG 76由更便宜的材料(诸如铝)形成，由此降低了发动机系统的总成本。图1的BDWG 76的配置进一步有助于减少位于第一排气歧管84与第一和第二排放控制装置70、72之间的部件，例如材料质量。通过减少材料质量，减少了导热材料的量，否则导热材料可以吸收从流经第一排气歧管84通过双级涡轮164的热排气传递到第一和第二排放控制装置70、72的热量。结果，可以缩短催化器的热活化时间。

应当注意的是，虽然图1示出了发动机10包括第一EGR通道50、第二EGR通道58、流动通道98和流动通道30中的每一者，但是在备选的实施例中，发动机10也可以仅包括这些通道的一部分。例如，在一个实施例中，发动机10可以仅包括第一EGR通道50和流动通道98，而不包括第二EGR通道58和流动通道30。在另一个实施例中，发动机10可以包括第一EGR通道50、第二EGR通道58和流动通道98，但不包括流动通道30。在又一个实施例中，发动机10可以包括第一EGR通道50、流动通道30和流动通道98，但不包括第二EGR通道58。在一些实施例中，发动机10可以不包括电动压缩机60。在其他实施例中，发动机10可以包括图1中所示的传感器的全部或仅一部分。

现在参考图2，其描绘了可以安装在车辆100中的内燃发动机10的单个气缸的局部视图。因此，先前在图1中介绍的部件用相同的附图标记表示并且不再重新介绍。发动机10被描绘为具有燃烧室(气缸)130、冷却套114和气缸壁132，其中活塞136位于气缸中并连接到曲轴140。燃烧室130被示为经由相应的进气门152和排气门156与进气通道146和排气通道148连通。如先前在图1中所描述的，发动机10的每个气缸可以沿两个导管排出燃烧产物。在所描绘的视图中，排气通道148表示从气缸通向涡轮的第一排气流道(例如，气道)(诸如图1的第一排气流道87)，而第二排气流道在该视图中不可见。因此，排气通道148可以联接到被配置有泄放废气门的旁路(诸如图1的旁路78和泄放废气门阀76)，其将排气通道148流体地联接到公共排气通道，诸如图1的排气通道74。

此外正如之前在图1中详细描述的那样，发动机10的每个气缸可以包括两个进气门和两个排气门。在所描绘的视图中，进气门152和排气门156位于燃烧室130的上部区域。进气门152和排气门156可以通过控制器12使用包括一个或多个凸轮的相应凸轮致动系统来控制。所述凸轮致动器系统可以利用凸轮廓线切换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个来改变气门操作。在所描绘的示例中，每个进气门152由进气凸轮151控制，并且每个排气门156由排气凸轮153控制。分别根据设定的进气门正时和排气门正时，进气凸轮151可以经由进气门正时致动器101致动，并且排气凸轮153可以经由排气门正时致动器103致动。在一些示例中，进气门和排气门可以分别经由进气门正时致动器101和排气门正时致动器103停用。例如，控制器可以向排气门正时致动器103发送信号以使排气门156停用，使得该排气门保持关闭并且在其设定的定时不打开。进气凸轮轴151和排气凸轮轴153的位置可以分别由凸轮轴位置传感器155和157来确定。如上文所介绍，在一个示例中，每个气缸的所有排气门可以在同一排气凸轮轴上控制。因此，扫气(第二)排气门和泄放(第一)排气门的正时可以经由一个凸轮轴一起调整，但是它们可以各自具有相对于彼此不同的正时。在另一个示例中，每个气缸的扫气排气门可以在第一排气凸轮轴上控制，并且每个气缸的泄放排气门可以在不同的第二排气凸轮轴上控制。通过这种方式，扫气气门和泄放气门的气门正时可以彼此分开调整。在备选的实施例中，扫气排气门和/或泄放排气门的一个或多个凸轮或气门正时系统可以采用凸轮系统中的凸轮、扫气气门上的电液型系统和/或扫气气门上的机电气门升程控件。

例如，在一些实施例中，进气门和/或排气门可以通过电动气门致动来控制。例如，气缸130另选地可包括通过电动气门致动来控制的进气门以及通过包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动来控制的排气门。在其他实施例中，进气门和排气门可以由共同的气门致动器或致动系统或者可变气门正时致动器或致动系统控制。

在一个示例中，进气凸轮151包括单独的和不同的凸轮凸角，其为燃烧室130的两个进气门中的每一者提供不同的气门廓线(例如，气门正时、气门升程、持续时间等)。同样地，排气凸轮153可以包括单独且不同的凸轮凸角，其为燃烧室130的两个排气门中的每一者提供不同的气门廓线(例如，气门正时、气门升程、持续时间等)。在另一个示例中，进气凸轮151可以包括公共凸角或类似的凸角，其为两个进气门中的每一者提供基本上类似的气门廓线。

另外，不同排气门的不同凸轮廓线可以用于将在低气缸压力下排出的排气与在较高排气压力下排出的排气分离。例如，第一排气凸轮廓线可以恰好在燃烧室130的动力冲程的BDC(下止点)之前从关闭位置打开第一排气门(例如，泄放气门)并且在上止点(TDC)之前关闭同一排气门以选择性地从燃烧室中排出泄放气体。此外，第二排气凸轮廓线可以定位成在排气冲程的中点之前从关闭位置打开第二排气门(例如，扫气气门)，并且在TDC之后关闭该第二排气门以选择性地排出排气的扫气部分。

因此，第一排气门和第二排气门的正时可以将气缸泄放气体与排气的扫气部分隔离，同时可以利用在进气门与扫气排气门之间的正气门重叠期间直吹的新鲜进气来清除气缸的余隙容积中的任何残余排气。通过使离开气缸的排气的第一部分(例如，较高压力的排气)流至一个或多个涡轮和较高压力的排气通道并使排气的后续第二部分(例如，较低压力的排气)和直吹空气流至压缩机入口，提高了发动机系统的效率。通过增加EGR和减少爆震，涡轮能量回收可以提高，发动机效率也可以提高。

继续图2，排气传感器126被示为联接到排气通道148。传感器126在排气通道中可以位于一个或多个排放控制装置(诸如图1的装置70和72)的上游。传感器126可以选自下列各种合适的传感器以提供排气空燃比的指示，例如，线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)、双态氧传感器或EGO(如所描绘的)、HEGO(加热EGO)、NOx、HC或CO传感器。下游排放控制装置可以包括三元催化器(TWC)、NOx捕集器、GPF、各种其他排放控制装置中的一者或多者或者其组合。

排气温度可以通过位于排气通道148中的一个或多个温度传感器(未示出)来估计。可替代地，可以基于发动机工况(诸如转速、负荷、空燃比(AFR)、火花延迟等)推断排气温度。

气缸130可以具有压缩比，该压缩比是当活塞136处于下止点与处于上止点时的容积比。常规地，压缩比在9:1至10:1的范围中。然而，在一些使用不同燃料的示例中，可以增加压缩比。例如，当使用较高辛烷值的燃料或具有较高潜在汽化焓的燃料时，可能发生这种情况。如果由于直接喷射对发动机爆震的影响而使用直接喷射，则压缩比也可以增加。

在一些实施例中，发动机10的每个气缸可以包括用于启动燃烧的火花塞92。在选定的操作模式下，点火系统188可以响应于来自控制器12的火花提前信号SA经由火花塞92向燃烧室130提供点火火花。然而，在一些实施例中，可以省略火花塞92，诸如在发动机10可以通过自动点火或通过喷射燃料(如一些柴油发动机的情况)来引发燃烧的情况下。

在一些实施例中，发动机10的每个气缸可以配置有用于向其提供燃料的一个或多个燃料喷射器。作为非限制性示例，气缸130显示为包括一个燃料喷射器66。燃料喷射器66被示出为直接联接到燃烧室130，以用于与经由电子驱动器168从控制器12接收的信号的脉冲宽度FPW成比例地直接在燃烧气缸中喷射燃料。以这种方式，燃料喷射器66向燃烧气缸130中提供所谓的燃料直接喷射(在下文中也称为“DI”)。虽然图2将喷射器66示出为侧喷射器，但是喷射器也可以位于活塞顶部，诸如靠近火花塞92的位置。由于一些醇基燃料的挥发性较低，当用醇基燃料操作发动机时，这样的位置可以促进混合和燃烧。可替代地，喷射器可以位于顶部并接近进气门以促进混合。在备选的实施例中，喷射器66可以是进气道喷射器，其将燃料提供到气缸130上游的进气道中。

燃料可以从包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的高压燃料系统180输送到燃料喷射器66。可替代地，在较低压力下，燃料可以通过单级燃料泵输送，在这种情况下，直接燃料喷射的正时在压缩冲程期间比在使用高压燃料系统的情况下更受限制。此外，虽然未示出，但是燃料箱可以具有向控制器12提供信号的压力传感器。燃料系统180中的燃料箱可以容纳具有不同燃料品质(诸如不同燃料成分)的燃料。这些差异可以包括不同的醇含量、不同的辛烷值、不同的汽化热、不同的燃料混合物和/或者它们的组合等。在一些实施例中，燃料系统180可以联接到燃料蒸气回收系统，该燃料蒸气回收系统包括用于存储燃料补充和日间燃料蒸气的滤罐。当满足吹扫条件时，在发动机操作期间可以将燃料蒸气从滤罐吹扫到发动机气缸。例如，吹扫蒸气可以在大气压或低于大气压力时经由第一进气通道自然地吸入气缸。

发动机10可以至少部分地由控制器12控制并且通过经由诸如加速踏板116等输入装置118来自车辆驾驶员113的输入来控制。输入装置118向控制器12发送踏板位置信号。控制器12在图2中被示出为微计算机，包括微处理器单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、在该特定示例中示出为只读存储器(ROM)106的用于可执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器(RAM)108、保活存储器(KAM)110、以及数据总线。存储介质只读存储器106可以用计算机可读数据来编程，该计算机可读数据表示可由微处理器102执行以执行下述方法和程序的指令以及预期但未具体列出的其他变型的指令。除了先前讨论的那些信号之外，控制器12还可以接收来自联接到发动机10的传感器的各种信号，包括：来自质量空气流量传感器48的进气质量空气流量(MAF)的测量值；来自联接到冷却套114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；来自联接到曲轴140的霍尔效应传感器120(或其他类型)的表面点火感测信号(PIP)；来自节气门位置传感器的节气门位置(TP)；来自传感器122的歧管绝对压力信号(MAP)；来自EGO传感器126的气缸AFR；来自爆震压力传感器的异常燃烧；以及曲轴加速度传感器。发动机转速信号RPM可以由控制器12根据信号PIP产生。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可以用于提供进气歧管中的真空或压力的指示。

基于来自上述传感器中的一者或多者的输入，控制器12可以调整一个或多个致动器，诸如燃料喷射器66、节气门62、火花塞92、进气门/排气门和凸轮等。控制器可以从各种传感器接收输入数据，处理输入数据，并响应于处理后的输入数据基于编程在致动器中的与一个或多个程序相对应的指令或代码来触发致动器。

在一些示例中，车辆100可以是混合动力车辆，其具有可用于一个或多个车轮160的多个扭矩源。在其他示例中，车辆100是仅具有发动机的常规车辆。在图2所示的示例中，车辆100包括发动机10和电机161。电机161可以是马达或马达/发电机，因此在本文也可称为电动马达。当一个或多个离合器166接合时，发动机10的曲轴140和电机161经由变速器167连接到车轮160。在所描绘的示例中，第一离合器166设置在曲轴140与电机161之间，而第二离合器166设置在电机161与变速器167之间。控制器12可以向每个离合器166的致动器发送信号以使所述离合器接合或脱离，以便将曲轴140与电机161以及与之连接的部件连接或断开，和/或将电机161与变速器167以及与之连接的部件连接或断开。变速器167可以是齿轮箱、行星齿轮系统或另一种类型的变速器。动力传动系统可以以各种方式配置，包括并联、串联或串并联混合动力车辆。

电机161从动力电池170接收电力以向车轮160提供扭矩。电机161还可以作为发电机来操作，以提供电力从而给电池170充电，例如在制动操作期间。

图1至图2示出了具有各种部件的相对定位的示例性配置。如果被示出为彼此直接接触或直接联接，那么至少在一个示例中这类元件可以分别被称为直接接触的或直接联接的。类似地，被示出为彼此相连或邻近的元件至少在一个示例中可以分别是彼此相连的或邻近的。例如，彼此处于共面接触中的部件可以称为共面接触。又例如，在至少一个示例中，可以将被定位成彼此分开且仅在其间具有间隔而没有其他部件的元件称为共面接触。再例如，被示为在彼此的上方/下方的、在彼此相对的两侧或在彼此的左侧/右侧的元件可以被称为相对于彼此共面接触。此外，如图所示，在至少一个示例中，最顶部元件或元件的最顶点可以被称为部件的“顶部”，而最底部元件或元件的最底点可以被称为部件的“底部”。如本文所使用的，顶部/底部、上部/下部、上方/下方可以是相对于附图的竖直轴线而言的，并且用于描述附图中的元件相对于彼此的定位。因此，在一个示例中，被示出在其他元件上方的元件在竖直方向上位于其他元件上方。作为又一个示例，图中描绘的元件的形状可以被称为具有这些形状(例如，圆形的、直线的、平面的、弯曲的、圆滑的、倒角的、成角度等)。此外，在至少一个示例中，所示的彼此相交的元件可以被称为相交元件或彼此相交。此外，在一个示例中，显示在另一个元件内或显示在另一个元件外的元件可以被称作如是。

现在转向图3，示出了用于操作泄放废气门阀(BDWG)(诸如图1的BDWG 76)的示例性程序。在一个实施例中，BDWG的默认位置是关闭位置，并且BDWG保持关闭，直到某些发动机工况导致控制器产生用于打开BDWG的信号为止，如本文所述。用于执行方法300的指令以及本文所包括的方法的剩余部分可以由控制器(诸如图1和图2中所示的控制器12)基于存储在控制器的存储器上的指令并且结合从发动机系统的传感器(诸如上文参考图1和图2描述的传感器)接收的信号来执行。控制器可以根据下面描述的方法使用发动机系统的发动机致动器来调整发动机操作。作为一个示例，控制器可以响应于从发动机系统的各种传感器接收的信号而向BDWG的致动器发送控制信号(诸如指示发动机负荷、压缩机的温度、压缩机、涡轮和/或涡轮增压器的速度(例如，转速)、增压需求等的信号)以增大(例如，打开)或减小(例如，关闭)BDWG的开度。

在302处，该方法包括估计和/或测量发动机工况，诸如发动机转速和/或负荷、驾驶员扭矩需求、歧管绝对压力、歧管空气流量、增压压力、压缩机压力比、涡轮速度等。例如，增压压力可以由进气通道中的充气空气冷却器下游的压力传感器(诸如图1的进气压力传感器37)来确定。作为另一个示例，可以基于从压缩机入口上游的压力传感器和压缩机出口下游的压力传感器(诸如图1的进气压力传感器31和43)接收的测量值来计算涡轮增压器压缩机上的压力比。

在304处，该方法包括确定是否满足导致BDWG打开的发动机的工况。例如，可以基于涡轮增压器压缩机速度(如通过监测涡轮或涡轮增压器速度所确定的)增加到高于阈值速度来命令打开BDWG。所述阈值速度可以是在控制器的存储器内设定的速度，并且高于该速度可能使压缩机劣化或者可能降低压缩机的性能。所述阈值速度可以与阈值涡轮速度类似或相同，高于该阈值涡轮速度可以导致涡轮劣化。当节气门(诸如图1的节气门62)处于打开位置时，在高发动机负荷期间可能出现压缩机速度升高到阈值速度以上。随着发动机负荷增加，由于由排气驱动的涡轮的较高转速，压缩机速度也可能增加。

BDWG可以至少部分地打开以将来自泄放歧管(诸如图1的泄放歧管84)的排气的一部分从泄放歧管的排气流道引导到排气通道的在第一排放控制装置与第二排放控制装置之间的区域。在BDWG打开之前，BTCC阀(诸如图1的BTCC阀54)可以关闭以减少流向压缩机的气流，并且SMBV(诸如图1的SMBV 97)打开以保持扫气歧管(例如，图1的扫气歧管80)的低压。在另一个示例中，关闭BTCC并打开SMBV可以包括减小BTCC阀的开度(没有完全关闭)和增大SMBV的开度(没有完全打开)。减小和增大BTCC和SMBV的开度的量可以基于期望的扫气歧管压力，其中期望的扫气歧管压力基于进气歧管压力以及进气门和排气门的正时。因此，扫气排气门(例如，图1的第二排气门6)的正时可以提前，因为到达排气通道的期望的直吹量减小。BDWG打开，从而将泄放歧管中的排气的一部分在第二排放控制装置的上游排放到排气通道，降低歧管中的排气压力，由此降低涡轮和涡轮增压器速度。

作为另一个示例，当压缩机出口的温度达到温度阈值时(可以在较高的发动机负荷期间发生)可以期望打开BDWG(并且通过控制器响应于压缩机出口的温度达到温度阈值而命令打开BDWG)。随着发动机负荷增加，压缩机出口温度也可能由于更快的涡轮速度(由排气驱动的)而升高。压缩机出口温度(例如，离开涡轮增压器压缩机的气体的温度)可以经由位于压缩机下游或压缩机的出口处的温度传感器(诸如图1的温度传感器43)来测量。在其他示例中，可以基于各种其他传感器输出和发动机工况(诸如压缩机入口温度和压缩机的转速)来估计压缩机出口温度。

温度阈值可以是高于这个温度就可能发生压缩机劣化的温度。温度阈值可以与涡轮速度阈值相关。例如，涡轮速度超过速度阈值可以导致压缩机出口温度升高到或高于压缩机出口温度阈值。响应于压缩机出口温度达到温度阈值，可以调整BTCC阀以减少从扫气歧管到压缩机入口的排气流量。在一个示例中，调整BTCC阀可以包括在全开位置与全闭位置之间切换BTCC阀以减少经由EGR通道到达压缩机入口的排气流。调整BTCC阀还可以包括与BTCC阀打开的持续时间相比增加BTCC阀关闭的持续时间。调整量可以基于压缩机出口温度和/或期望的EGR流量。

响应于压缩机出口温度达到温度阈值，BDWG可以打开或至少部分打开，以便降低涡轮速度，由此降低压缩机速度。由于压缩机对气体的压缩和加热减少，降低压缩机速度导致压缩机出口温度降低。

作为另一个示例，用于打开BDWG的条件还可以包括确定的(例如，测量的)增压压力(在压缩机下游或压缩机处)大于增压需求，如基于驾驶员扭矩需求所确定的。作为又一个示例，响应于发动机负荷高于阈值负荷，可以执行BDWG的打开。

返回到该方法的304，如果基于从各种发动机传感器接收的信号在控制器处确定的发动机工况不要求打开BDWG，则该方法进行到306以保持BDWG关闭。例如，如果压缩机速度低于速度阈值并且压缩机出口温度低于温度阈值，则控制器可以通过不向BDWG的致动器发送打开阀门的致动信号来保持BDWG关闭。

可选地，在304处，如果满足上述用于打开BDWG的条件中的一者或多者，则该方法可以进行到308以打开或至少部分地打开BDWG(例如，增大BDWGD的开度)。例如，控制器可以基于检测到涡轮增压器速度高于速度阈值、压缩机出口的温度上升到高于温度阈值或者发动机负荷增加到高于阈值负荷(由如图1描述的压力、温度和质量流量传感器检测到的)来命令增大BDWG的开度(经由向BDWG的致动器发送致动信号以增大开度或完全打开BDWG)。在从传感器接收到数据时，控制器可以参考存储在查找表中的数据或存储在控制器的存储器中的一个或多个阈值，以确定BDWG的期望位置或开度。作为一个示例，在308处，控制器可以向BDWG的致动器发送致动信号以打开或至少部分地打开BDWG(例如，增大BDWG的开度)。这可能会导致来自一个泄放排气流道的排气的至少一部分绕过涡轮。结果，可以降低涡轮增压器速度。例如，响应于压缩机速度达到或增加到高于速度阈值或压缩机出口温度上升到温度阈值，该方法继续到308并且BDWG打开。

在310处，该方法包括确定当前发动机工况是否要求保持BDWG打开。例如，如果压缩机速度仍处于或高于速度阈值和/或压缩机出口温度仍然处于或高于温度阈值，则该方法返回到308，保持BDWG打开(或部分打开)。在另一个示例中，如果控制器确定BDWG在当前打开(或部分打开)位置的发动机工况优于阀门关闭时将发生的工况，则该方法可以返回到308以保持废气门处于打开或部分打开位置。新的打开(或部分打开)位置打开程度可以比先前位置更大或更小。可选地，如果发动机工况改变使得不满足打开BDWG的条件，则该方法进行到312以关闭BDWG。例如，如果(例如，通过控制器基于从一个或多个发动机传感器接收的信号)确定压缩机速度低于速度阈值并且压缩机出口温度被测量为低于温度阈值，则该方法进行到312以关闭BDWG。在一个示例中，该方法在312处可以包括控制器向BDWG的致动器发送电信号以关闭BDWG并阻止来自与BDWG联接的泄放排气流道的排气流在涡轮的下游到达排气通道。结果，涡轮增压器速度可以增加。

通过这种方式，分流式排气发动机可以被配置有从泄放歧管的一个(例如，仅一个)排气流道分支的泄放废气门，其将高压排气从发动机气缸的排气门引导至排气涡轮。泄放废气门在涡轮下游将排气流道联接到排气通道。在一个示例中，泄放废气门可以使来自排气流道的排气绕过涡轮。泄放废气门可以与涡轮间隔开，使得涡轮和废气门阀不会彼此联接，不会共享壳体的任何部分，并且在这两个部件之间不发生导热传递。通过将泄放废气门定位成远离涡轮，废气门可以减小尺寸并且由与涡轮壳体不同的低成本材料形成，由此增加了分流式排气发动机在车辆前舱内的设置的灵活性。由于通过扫气歧管平衡气缸压力，通过沿泄放歧管的单个排气流道设置泄放废气门，可以不影响分流式排气发动机的功能。此外，可以缩短在排气通道中的泄放废气门下游的第二排放控制装置处的催化器起燃的时间段，从而提高在释放到环境之前的排气处理的效率。将泄放废气门联接到分流式排气发动机系统中的泄放歧管的单个排气流道(多个排气流道中的单个排气流道，其中单个排气流道联接到单个气缸)的技术效果是降低了发动机爆震的可能性，同时提高了排放控制装置的效率并减少了涡轮增压器压缩机的退化。

在一个实施例中，一种用于发动机的系统包括：第一组排气门，其经由多个排气流道在涡轮增压器涡轮的上游流体地联接到包括所述涡轮增压器涡轮的排气通道；位于通道中的废气门阀，所述通道在所述涡轮增压器涡轮的下游联接在所述多个排气流道中的单个排气流道与所述排气通道之间；和第二组排气门，其流体地联接到进气通道。所述系统的第一示例包括将所述第一组排气门中的每个排气门联接到多个发动机气缸中的不同发动机气缸，其中每个排气门联接到所述多个排气流道中的不同排气流道，并且其中包括所述废气门阀的所述通道仅联接到所述单个排气流道而不联接到所述多个排气流道中的任何其他排气流道。所述系统的第二示例可选地包括所述第一示例，并且还包括其中所述多个发动机气缸中的每个发动机气缸包括所述第一组排气门中的一个排气门和所述第二组排气门中的一个排气门。所述系统的第三示例可选地包括所述第一和第二示例中的一者或多者，并且还包括在所述涡轮增压器涡轮下游设置于所述排气通道内的第一排放控制装置和第二排放控制装置，所述第二排放控制装置位于所述第一排放控制装置的下游。所述系统的第四示例可选地包括所述第一至第三示例中的一者或多者，并且还包括其中包括所述废气门阀的所述通道联接到所述排气通道。所述系统的第五示例可选地包括所述第一至第四示例中的一者或多者，并且还包括其中所述第二组排气门流体地联接到所述排气通道。所述系统的第六示例可选地包括所述第一至第五示例中的一者或多者，并且还包括其中所述第二组排气门在涡轮增压器压缩机的上游流体地联接到所述进气通道，所述涡轮增压器压缩机经由轴旋转地联接到所述涡轮增压器涡轮。所述系统的第七示例可选地包括所述第一至第六示例中的一者或多者，并且还包括控制器，所述控制器具有存储在存储器中的计算机可读指令，用于：响应于以下一项或多项而增大所述废气门阀的开度：所述涡轮增压器涡轮或涡轮增压器压缩机的速度增加超过阈值速度，所述涡轮增压器压缩机的温度升高超过阈值温度，以及发动机负荷降低到阈值负荷以下。所述系统的第八示例可选地包括所述第一至第七示例中的一者或多者，并且还包括其中所述废气门阀与所述涡轮增压器涡轮间隔开并且由比所述涡轮增压器涡轮更便宜的材料构成。

作为另一个实施例，一种用于发动机的系统包括：第一排气歧管，其经由第一组排气流道在涡轮增压器涡轮的上游将第一组排气门流体地联接到排气通道、设置在所述排气通道内的第一排放控制装置(ECD)和第二ECD，所述第二ECD定位在所述第一ECD的下游；第二排气歧管，其将第二组排气门在涡轮增压器压缩机的上游流体地联接到进气通道；和包括废气门阀的旁通通道，所述旁通通道将所述第一组排气流道中的单个排气流道在所述涡轮增压器的下游联接到所述排气通道。所述系统的第一示例包括彼此不直接流体地联接的所述第一排气歧管和所述第二排气歧管。所述系统的第二示例可选地包括所述第一示例，并且还包括其中扫气通道将所述第二排气歧管流体地联接到所述排气通道，所述扫气通道包括可致动气门。所述系统的第三示例可选地包括所述第一和第二示例中的一者或多者，并且还包括其中所述扫气通道在所述排气通道的与所述旁通通道将所述第一组排气流道中的所述单个排气流道联接到所述排气通道的位置相同的区域处将所述第二排气歧管联接到所述排气通道。所述系统的第四示例可选地包括所述第一至第三示例中的一者或多者，并且还包括其中所述第一组排气门以与所述第二组排气门不同的正时被控制。所述系统的第五示例可选地包括所述第一至第四示例中的一者或多者，并且还包括其中所述废气门阀能够在打开位置与关闭位置之间调整，其中在所述关闭位置中，来自所述第一组排气门的所有排气被引导至所述涡轮增压器涡轮，以驱动所述涡轮的旋转。所述系统的第六示例可选地包括所述第一至第五示例中的一者或多者，并且还包括其中在所述打开位置中，来自所述单个排气流道的排气的至少一部分被引导至所述排气通道，并且来自所述第一组排气流道的其余排气流道的所有排气被引导至所述涡轮增压器涡轮。所述系统的第七示例可选地包括所述第一至第六示例中的一者或多者，并且还包括其中所述废气门阀远离所述涡轮增压器涡轮的壳体定位，并且其中所述第一组排气流道中的所述单个排气流道的一部分设置在所述废气门阀与所述涡轮增压器涡轮之间。

作为另一个实施例，一种用于发动机的方法包括：经由第一组排气流道，使排气从第一组排气门流至涡轮增压器涡轮、设置在排气通道中的上游第一催化器和下游第二催化器；在使排气从所述第一组排气门流至所述涡轮增压器涡轮期间：使排气的至少一部分仅从所述第一组排气门中的单个排气门流至所述排气通道，而不流至所述涡轮增压器涡轮；以及使排气的第一部分从第二组排气门流至进气通道。所述方法的第一示例包括使排气的剩余第二部分从所述第二组排气门流至所述排气通道。所述方法的第二示例可选地包括所述第一示例并且还包括其中至少使排气的所述部分仅从所述第一组排气门中的所述单个排气门流至所述排气通道而不流至所述涡轮增压器涡轮包括打开设置在旁通通道中的废气门阀，所述旁通通道联接在所述第一组排气流道中的单个排气流道与所述排气通道之间。

注意，本文中包括的示例性控制和估计程序可以用于各种发动机和/或车辆系统配置。本文公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非瞬态存储器中，并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。本文描述的特定程序可以表示任何数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的处理策略等。因此，所示出的各种动作、操作和/或功能可以按所示顺序执行、并行地执行、或者在某些条件下可以省略。同样地，处理顺序不一定是实现本文中描述的示例性实施例的特征和优点所必需的，而是为了易于说明和描述而提供的。可以根据所使用的具体策略重复执行所示出的动作、操作和/或功能中的一个或多个。此外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示要编程到发动机控制系统中计算机可读存储介质的非瞬态存储器中的代码，其中通过在包括各种发动机硬件部件的系统中结合电子控制器执行指令来实施所描述的动作。

应当理解，本文公开的配置和程序本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应被视为具有限制意义，因为许多变型是可能的。例如，上述技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或特性的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。

下面的权利要求具体地指出了被认为是新颖且非显而易见的某些组合及子组合。这些权利要求可能会引用“一个”要素或“一个第一”要素或其等效物。此类权利要求应理解为包括一个或多个此类要素的结合，既不要求也不排除两个或更多个此类要素。可以通过修改本权利要求书或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求书来要求保护所公开的特征、功能、要素和/或属性的其他组合及子组合。这样的权利要求书，无论在范围上与原始权利要求书相比更宽、更窄、相同或是不同，同样被认为包括在本公开的主题内。

根据本发明，提供了一种用于发动机的系统，所述系统具有：第一组排气门，其经由多个排气流道在涡轮增压器涡轮的上游流体地联接到包括所述涡轮增压器涡轮的排气通道；位于通道中的废气门阀，所述通道在所述涡轮增压器涡轮的下游联接在所述多个排气流道中的单个排气流道与所述排气通道之间；和第二组排气门，其流体地联接到进气通道。

根据一个实施例，所述第一组排气门中的每个排气门联接到多个发动机气缸中的不同发动机气缸，其中每个排气门联接到所述多个排气流道中的不同排气流道，并且其中包括所述废气门阀的所述通道仅联接到所述单个排气流道而不联接到所述多个排气流道中的任何其他排气流道。

根据一个实施例，所述多个发动机气缸中的每个发动机气缸包括所述第一组排气门中的一个排气门和所述第二组排气门中的一个排气门。

根据一个实施例，本发明的特征还在于在所述涡轮增压器涡轮下游设置于所述排气通道内的第一排放控制装置和第二排放控制装置，所述第二排放控制装置位于所述第一排放控制装置的下游。

根据一个实施例，包括所述废气门阀的所述通道联接到所述排气通道。

根据一个实施例，所述第二组排气门流体地联接到所述排气通道。

根据一个实施例，所述第二组排气门在涡轮增压器压缩机的上游流体地联接到所述进气通道，所述涡轮增压器压缩机经由轴旋转地联接到所述涡轮增压器涡轮。

根据一个实施例，本发明的特征还在于控制器，所述控制器具有存储在存储器中的计算机可读指令，用于：响应于以下一项或多项而增大所述废气门阀的开度：所述涡轮增压器涡轮或涡轮增压器压缩机的速度增加超过阈值速度，所述涡轮增压器压缩机的温度升高超过阈值温度，以及发动机负荷降低到阈值负荷以下。

根据一个实施例，所述废气门阀与所述涡轮增压器涡轮间隔开并且由比所述涡轮增压器涡轮更便宜的材料构成。

根据本发明，提供了一种用于发动机的系统，所述系统具有：第一排气歧管，其经由第一组排气流道在涡轮增压器涡轮的上游将第一组排气门流体地联接到排气通道、设置在所述排气通道内的第一排放控制装置(ECD)和第二ECD，所述第二ECD定位在所述第一ECD的下游；第二排气歧管，其将第二组排气门在涡轮增压器压缩机的上游流体地联接到进气通道；和包括废气门阀的旁通通道，所述旁通通道将所述第一组排气流道中的单个排气流道在所述涡轮增压器的下游联接到所述排气通道。

根据一个实施例，所述第一排气歧管和所述第二排气歧管彼此不直接流体地联接。

根据一个实施例，本发明的特征还在于，扫气通道将所述第二排气歧管流体地联接到所述排气通道，所述扫气通道包括可致动阀门。

根据一个实施例，所述扫气通道在所述排气通道的与所述旁通通道将所述第一组排气流道中的所述单个排气流道联接到所述排气通道的位置相同的区域处将所述第二排气歧管联接到所述排气通道。

根据一个实施例，所述第一组排气门以与所述第二组排气门不同的正时被控制。

根据一个实施例，所述废气门阀能够在打开位置与关闭位置之间调整，其中在所述关闭位置中，来自所述第一组排气门的所有排气被引导至所述涡轮增压器涡轮，以驱动所述涡轮的旋转。

根据一个实施例，在所述打开位置中，来自所述单个排气流道的排气的至少一部分被引导至所述排气通道，并且来自所述第一组排气流道的其余排气流道的所有排气被引导至所述涡轮增压器涡轮。

根据一个实施例，所述废气门阀远离所述涡轮增压器涡轮的壳体定位，并且其中所述第一组排气流道中的所述单个排气流道的一部分设置在所述废气门阀与所述涡轮增压器涡轮之间。

根据本发明，一种用于发动机的方法包括：经由第一组排气流道，使排气从第一组排气门流至涡轮增压器涡轮、设置在排气通道中的上游第一催化器和下游第二催化器；在使排气从所述第一组排气门流至所述涡轮增压器涡轮期间：使排气的至少一部分仅从所述第一组排气门中的单个排气门流至所述排气通道，而不流至所述涡轮增压器涡轮；以及使排气的第一部分从第二组排气门流至进气通道。

根据一个实施例，本发明的特征还在于，使排气的剩余第二部分从所述第二组排气门流至所述排气通道。

根据一个实施例，本发明的特征还在于，至少使排气的所述部分仅从所述第一组排气门中的所述单个排气门流至所述排气通道而不流至所述涡轮增压器涡轮包括打开设置在旁通通道中的废气门阀，所述旁通通道联接在所述第一组排气流道中的单个排气流道与所述排气通道之间。

Claims (14)

1.一种用于发动机的系统，包括：

第一组排气门，其经由多个排气流道在涡轮增压器涡轮的上游流体地联接到包括所述涡轮增压器涡轮的排气通道；

位于通道中的废气门阀，所述通道在所述涡轮增压器涡轮的下游联接在所述多个排气流道中的单个排气流道与所述排气通道之间；和

第二组排气门，其流体地联接到进气通道。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述第一组排气门中的每个排气门联接到多个发动机气缸中的不同发动机气缸。

3.如权利要求2所述的系统，其中每个排气门联接到所述多个排气流道中的不同排气流道。

4.如权利要求2所述的系统，其中包括所述废气门阀的所述通道仅联接到所述单个排气流道而不联接到所述多个排气流道中的任何其他排气流道。

5.如权利要求2所述的系统，其中所述多个发动机气缸中的每个发动机气缸包括所述第一组排气门中的一个排气门和所述第二组排气门中的一个排气门。

6.如权利要求1所述的系统，还包括在所述涡轮增压器涡轮下游设置于所述排气通道内的第一排放控制装置和第二排放控制装置，所述第二排放控制装置位于所述第一排放控制装置的下游。

7.如权利要求6所述的系统，其中包括所述废气门阀的所述通道联接到所述排气通道。

8.如权利要求7所述的系统，其中所述第二组排气门流体地联接到所述排气通道。

9.如权利要求1所述的系统，其中所述第二组排气门在涡轮增压器压缩机的上游流体地联接到所述进气通道，所述涡轮增压器压缩机经由轴旋转地联接到所述涡轮增压器涡轮。

10.如权利要求9所述的系统，其还包括控制器，所述控制器具有存储在存储器中的计算机可读指令，用于：响应于以下一项或多项而增大所述废气门阀的开度：所述涡轮增压器涡轮或涡轮增压器压缩机的速度增加超过阈值速度，所述涡轮增压器压缩机的温度升高超过阈值温度，以及发动机负荷降低到阈值负荷以下。

11.如权利要求1所述的系统，其中所述废气门阀与所述涡轮增压器涡轮间隔开并且由比所述涡轮增压器涡轮更便宜的材料构成。

12.一种用于发动机的方法，包括：

经由第一组排气流道，使排气从第一组排气门流至涡轮增压器涡轮、设置在排气通道中的上游第一催化器和下游第二催化器；

在使排气从所述第一组排气门流至所述涡轮增压器涡轮期间：

使排气的至少一部分仅从所述第一组排气门中的单个排气门流至所述排气通道，而不流至所述涡轮增压器涡轮；以及

使排气的第一部分从第二组排气门流至进气通道。

13.如权利要求12所述的方法，其还包括使排气的剩余第二部分从所述第二组排气门流至所述排气通道。

14.如权利要求12所述的方法，其中至少使排气的所述部分仅从所述第一组排气门中的所述单个排气门流至所述排气通道而不流至所述涡轮增压器涡轮包括打开设置在旁通通道中的废气门阀，所述旁通通道联接在所述第一组排气流道中的单个排气流道与所述排气通道之间。